05: Massiv- & Blechumformung Teil 1 Flashcards
Umformen
- Fertigung durch plastische Formänderung
- Werkstückvolumen konstant
- Masse des Werkstücks konstant
- Zusammenhalt des Werkstücks bleibt erhalten
-> Massivumformung
Trennung
- Fertigung durch Trennen
- Materialzusammenhalt wird lokal aufgehoben
- Keine Entstehung von formlosem Stoff (keine Späne)
-> Blechumformung
-> Blechtrennung
Werkzeugaufbau Tiefziehen
- Stempel
- Niederhalter
- Blechronde
- Ziehring
Rückfederung beim Tiefziehen
- Nach Umformung stehen Werkzeugkräfte bei geschlossener Presse mit verbl. elastischen Spannungen im Gleichgewicht
- Rückfederung beschreibt die Verschiebung durch Zurückfedern der Spannung beim Öffnen
Kompensation der Rückfederung
-> zwei Gruppierungen
1. Gruppe:
Methoden zur Variierung thechn. Parameter des Tiefziehprozesses
2. Gruppe:
Gezielte Anpassung der Werkzeuggeometrie, sodass Zielgeometrie erst nach Umformung und elast. Rückfederung erhalten wird
Kenngrößen in der Umformtechnik
- Wichtigste Kenngröße ist die Fließspannung
- Fließkurve stellt Zusammenhang zwischen Fließspannung und Umformgrad
-> Fließspannung zudem abhängig von: Werkstoff, Temp., Umformgeschwindigkeit
-> Fließspannung ein Maß für die benötigte Kraft pro Flächeneinheit, um Körper plastisch zu verformen
Einachsiger Spannungsbereich und Mehrachsiger Spannungsbereich
- Verlauf der Fließkurve kann für den EASZ aus einem Zugversuch ermittelten Spannungs-Dehnungs-Diagramm ermittelt werden
- Für MASZ ist der Verlauf durch Ansätze zu extrapolieren
-> abhängig, ob aufgebaute Umformkraft auf urspr. (S_0) oder aktuelle (S_1) Querschnittsfläche bezogen wird, wird zwischen Nennspannung und wahr Spannung unterschieden
Formänderungsvermögen
- Qualitätskriterium der Schadensfreiheit nicht erfüllt, wenn FÄV erreicht wird
- FÄV beschreibt die Eigenschaft metall. Werkstoffe, bleibende Formänderungen ohne Werkstofftrennung zu ertragen
- Überschreitung führt zu irreversibler Werkstofftrennung
-> Trennung an Bauteiloberfläche und im Bauteilinneren (Oberflächenrisse und innenliegende Risse)
Von der Schädigung zum Versagen: ein multiskalen Phänomen
- Mit steigendem Umformgrad wird nehmen die (akkumulierten) Schädigungen D zu
- Schädigung 10^-8m
- Akkumulierte Schädigung 10^-6m
- Werkstoffdekohäsion 10^-4m
- Kritische Schädigung 10^-2m
- Makrofehler, Versagen 1m
Schädigungskriterien
- Numerische Vorhersage des
Formänderungsvermögens mittels
Schädigungskriterien - Zeitunabhängige Kriterien berücksichtigen nicht die Belastungshistorie des Werkstoffs
- Zeitabhängige Kriterien basieren auf der Berechnung einer Energie
- Formänderungsvermögen ist erreicht, wenn gilt:
𝐷 = 𝐷_krit
Oberflächenrissarten in der Massivumformung
- Oberflächenschädigung in der Massivumformung tritt in Form von Längs(90°)- und Scherrissen(45°) auf
- Häufig treten auch Mischrisse als Zwischenform von Längs- und Scherrissen auf
Scherrisse
- Initiiert an der Bauteiloberfläche und breiten sich in Bauteilinnere aus
- Ausgangspunkt: Oberflächenschädigungen, durch Halbzeugvorbehandlungen
- Ausbreitung an der Oberfläche entlang von unter 45 grad angeordneten Schärbänder
Längsrisse
- Längsriss-Initiierung basieren auf Inhomogenitäten in Form von Einschlüssen
- Die durch die Ablösung der Stahlmatrix von Einschluss entstehende Pore bereitet sich in Richtung der Oberfläche aus
-> Wachstumsrichtung des Längsrisses entgegen des Scherrisses - Sichtbar durch Aufreißen an der Oberfläche
Grenzformänderungsschaubild (FLD)
- Beurteilung des Formänderungsvermögens
- Grenzziehverhältnis
- Grenzformänderungsschaubild (forming limit diagram,
FLD) - Verlauf der Grenzformänderung durch Nakajima-Versuch
Grenzformänderungsschaubild (FLD): Anwendung
- Oberhalb der FLC tritt Versage auf
- unterhalt der FLC kann ohne Versagen umgeformt werden
Unterschiedliche Stegbreiten w erzeugen unterschiedliche Spannungs-Dehnungs-Zustände:
- einachsiger Zug (schmale Probe)
- ebene Dehnung (mittlere Stebreite)
- zweiachsiger Zug (Ronde)
